Java虛擬機(JVM)以及跨平台原理<br />相信大家已經了解到Java具有跨平台的特性，可以“一次編譯，到處運行”，在Windows下編寫的程序，無需任何修改就可以在Linux下運行，這是C和C++很難做到的。
那麼，跨平台是怎樣實現的呢？這就要談及Java虛擬機（Java Virtual Machine，簡稱JVM）。
JVM也是一個軟件，不同的平台有不同的版本。我們編寫的Java源碼，編譯後會生成一種.class 文件，稱為字節碼文件。 Java虛擬機就是負責將字節碼文件翻譯成特定平台下的機器碼然後運行。也就是說，只要在不同平台上安裝對應的JVM，就可以運行字節碼文件，運行我們編寫的Java程序。
而這個過程中，我們編寫的Java程序沒有做任何改變，僅僅是通過JVM這一”中間層“，就能在不同平台上運行，真正實現了”一次編譯，到處運行“的目的。
JVM是一個”橋樑“，是一個”中間件“，是實現跨平台的關鍵，Java代碼首先被編譯成字節碼文件，再由JVM將字節碼文件翻譯成機器語言，從而達到運行Java程序的目的。
注意：編譯的結果不是生成機器碼，而是生成字節碼，字節碼不能直接運行，必須通過JVM翻譯成機器碼才能運行。不同平台下編譯生成的字節碼是一樣的，但是由JVM翻譯成的機器碼卻不一樣。
所以，運行Java程序必須有JVM的支持，因為編譯的結果不是機器碼，必須要經過JVM的再次翻譯才能執行。即使你將Java程序打包成可執行文件（例如.exe），仍然需要JVM的支持。
注意：跨平台的是Java程序，不是JVM。 JVM是用C/C++開發的，是編譯後的機器碼，不能跨平台，不同平台下需要安裝不同版本的JVM。
關於JVM的執行效率
Java 推出的前幾年，人們有不同的看法，解釋字節碼肯定比全速運行機器碼慢很多，犧牲性能換來跨平台的優勢是否值得？
然而，JVM 有一個選項，可以將使用最頻繁的字節碼翻譯成機器碼並保存，這一過程被稱為即時編譯。這種方式確實很有效，致使微軟的.NET 平台也使用了虛擬機。
現在的及時編譯器已經相當出色，甚至成了傳統編譯器的競爭對手，某些情況下甚至超過了傳統編譯器，原因是JVM可以監控運行時信息。例如，即時編譯器可以監控使用頻率高的代碼並進行優化，可以消除函數調用（即“內嵌”）。
但是，Java 畢竟有一些C/C++沒有的額外的開銷，關鍵應用程序速度較慢。比如Java採用了與平台無關的繪圖方式，GUI程序（客戶端程序）執行要慢；虛擬機啟動也需要時間。
客戶端市場的折戟
Java 的GUI庫稱不上出色，界面不算友好，大部分用戶不太習慣；Java 的客戶端資源消耗也比較大，大數據量的應用和功能複雜的應用性能堪憂。
更加不能接受的是，微軟因自身利益和SUN分家後，Windows 便不再預裝JVM了，用戶安裝你的程序之前，必須要安裝JVM並正確設置，你可以要求普通用戶安裝你的軟件，但是你能期望他了解JVM的有關知識並正確安裝設置嗎？
雖然你可以將JVM集成在你的程序中，自動安裝並設置，不讓用戶干預，但是你希望附帶一個比你的程序還要大好多的JVM嗎？一個軟件這樣做或許可以接受，成千上萬個軟件都這樣做，那用戶要安裝多少個JVM？磁盤空間要浪費多少？
所以，直接投放市場的面向普通用戶的客戶端程序，用Java開發的很少，大部分Java開發的客戶端是給企業內部員工使用，員工領到電腦時，技術部已經給配置好了。如果你希望從事客戶端開發，建議學習C/C++ 和.NET，它們在Window客戶端開發方面有較大的優勢。
種種原因，注定了Java客戶端不利於推向市場，讓普通用戶接受。不過話又說回來，客戶端開發也不是Java的初衷，Java最初是面向嵌入式的，卻隨著互聯網的興起而快速成長，在Web開發上大顯身手。
Java類和對象的概念
Java是一門面向對象的編程語言，理解Java，首先要理解類與對像這兩個概念。
Java中的類可以看做C語言中結構體的升級版。結構體是一種構造數據類型，可以包含不同的成員（變量），每個成員的數據類型可以不一樣；可以通過結構體來定義結構體變量，每個變量擁有相同的性質。例如：
#include <stdio.h>int main(){ // 定義結構體Student struct Student{ // 結構體包含的變量char *name; int age; float score; }; // 通過結構體來定義變量struct Student stu1; // 操作結構體的成員stu1.name = "小明"; stu1.age = 15; stu1.score = 92.5; printf("%s的年齡是%d，成績是%f/n", stu1. name, stu1.age, stu1.score); return 0;}運行結果：
小明的年齡是15，成績是92.500000
Java中的類也是一種構造數據類型，但是進行了一些擴展，類的成員不但可以是變量，還可以是函數；通過類定義出來的變量也有特定的稱呼，叫做“對象”。例如：
public class Demo { public static void main(String[] args){ // 定義類Student class Student{ // 通過class關鍵字類定義類// 類包含的變量String name; int age; float score; // 類包含的函數void say(){ System.out.println( name + "的年齡是" + age + "，成績是" + score ); } } // 通過類來定義變量，即創建對象Student stu1 = new Student(); // 必須使用new關鍵字// 操作類的成員stu1.name = "小明"; stu1.age = 15; stu1.score = 92.5f; stu1.say(); }}運行結果：
小明的年齡是15，成績是92.5
在C語言中，通過結構體名稱就可以完成結構體變量的定義，並分配內存空間；但是在Java中，僅僅通過類來定義變量不會分配內存空間，必須使用new關鍵字來完成內存空間的分配。
可以將類比喻成圖紙，對像比喻成零件，圖紙說明了零件的參數及其承擔的任務；一張圖紙可以生產出具有相同性質的零件，不同圖紙可以生產不同類型的零件。
在Java中，使用new關鍵字，就可以通過類來創建對象，即將圖紙生產成零件，這個過程叫做類的實例化，因此也稱對像是類的一個實例。
注意：類只是一張圖紙，起到說明的作用，不佔用內存空間；對象才是具體的零件，要有地方來存放，才會佔用內存空間。
類所包含的變量和函數都有特定的稱呼，變量被稱為屬性（通常也稱成員變量），函數被稱為方法，屬性和方法統稱為類的成員。
面向對象編程(Object Oriented Programming, OOP)
類是一個通用的概念，Java、C++、C#、PHP等很多編程語言中都有類，都可以通過類創建對象。可以將類看做是結構體的升級版，C語言的晚輩們看到了C語言的不足，嘗試加以改善，繼承了結構體的思想，並進行了升級，讓程序員在開發或擴展大中型項目時更加容易。
因為Java、C++等語言都支持類和對象，所以使用這些語言編寫程序也被稱為面向對象編程，這些語言也被稱為面向對象的編程語言。 C語言因為不支持類和對象的概念，被稱為面向過程的編程語言。
實際上，面向對像只是面向過程的升級。
在C語言中，可以將完成某個功能的重複使用的代碼塊定義為函數，將具有一類功能的函數聲明在一個頭文件中，不同類型的函數聲明在不同的頭文件，以便對函數進行更好的管理，方便編寫和調用。
在Java中，可以將完成某個功能的代碼塊定義為方法，將具有相似功能的方法定義在一個類中，也就是定義在一個源文件中（因為一個源文件只能包含一個公共的類） ，多個源文件可以位於一個文件夾，這個文件夾有特定的稱呼，叫做包。
上面是C++，而Java則為：
面向對象編程在軟件執行效率上絕對沒有任何優勢，它的主要目的是方便程序員組織和管理代碼，快速梳理編程思路，帶來編程思想上的革新。